Wie erkläre ich’s meinem Kind?: Warum wir weinen, wenn wir Zwiebeln schneiden

Kaum sind die ersten Ringe geschnitten, geht es wieder los: Die Nase läuft, wir schniefen, die Tränen kullern. Diese verflixte Zwiebel! Und wir Menschen sind nicht die Einzigen, die mit Speisezwiebeln ihre Schwierigkeiten haben. Ratten und Wühlmäuse wollen sie gar nicht erst fressen, weil sie so scharf riechen. Nehmen die Nagetiere doch einen Testbissen, schauen sie sich schnell nach etwas anderem um. Als wollte die Zwiebel sich verteidigen und nicht gegessen werden. Und tatsächlich: Wie viele andere Pflanzen setzt auch die Speisezwiebel Reizstoffe ein, um sich vor Fressfeinden zu schützen.

Wie das funktioniert, lässt sich am besten verstehen, wenn wir uns die Zwiebel als kleine und ruhige Stadt vorstellen, sagt Claas Wegner, der an der Universität Bielefeld als Professor zum Schulfach Biologie forscht: „In der Stadt liegen verschiedene Stoffe gut verpackt in verschiedenen Häusern.“ Solange die Zwiebel unbeschädigt ist, sind die Türen verschlossen, und die Stoffe liegen in Zimmern mit soliden Wänden. Die sogenannten Zellen sind also intakt.

Ein Reizstoff soll die Zwiebel schützen

Werden diese aber durch die Klinge eines Messers verletzt, ist es ganz und gar nicht mehr ruhig in der Stadt. Es ist, als würden Türen der Häuser aufgebrochen und Wände zwischen Räumen eingerissen. Auch, wenn noch nicht alles über die Zwiebel im Detail erforscht ist, kann die Wissenschaft eines schon sehr gut erklären – nämlich, welche wichtigen Stoffe nun aus den einzelnen Räumen herauskommen. Wer sich für Chemie interessiert, hat vielleicht schon einmal von ihren Namen gehört: von Isoalliin und vom Enzym Alliinase. Treffen sie aufeinander, entsteht daraus ein Reizstoff, der die Zwiebel schützen soll. Und das Gemeine: Wir können ihn nicht sehen, wenn er als Gas mit der Luft nach oben steigt.

Was nun im Körper passiert, vergleicht Claas Wegner mit einer Alarmanlage. Erreicht der Reizstoff nämlich unsere Augen, funktionieren die Nervenendigungen wie ein Sensor und senden eine Nachricht in Richtung unseres Gehirns. In Worte übersetzt: „Hier befindet sich ein Stoff, der die Augenoberfläche reizen kann.“ Im Gehirn befinde sich eine automatische Leitstelle, sagt Wegner: der Hirnstamm. Von dort aus werden viele unterschiedliche Schutzmechanismen aktiviert. Die Tränendrüsen produzieren Tränenflüssigkeit – und indem wir blinzeln, verteilt sich die Flüssigkeit im Auge. So wird der Reizstoff verdünnt und kann abfließen. Das Bild passt gut: Man könnte zum Vergleich sagen, die Feuerwehr werde alarmiert, und sie versuche, den Brand im Auge zu löschen.

Ein Forscherteam hat sich angeschaut, was mechanisch passiert

Nun vermuten Forscher aber schon lange, nicht allein das aufsteigende Gas, sondern auch austretende Flüssigkeit beim Schneiden sei dafür verantwortlich, dass unsere Augen tränen. Schließlich fliegen auch sehr feine Tropfen, wenn man eine Zwiebel anschneidet. Um mehr über diesen mechanischen Vorgang herauszufinden, hat sich ein Team der Cornell University in den Vereinigten Staaten diesen sogenannten Aerosolen einmal genauer gewidmet.

Für ihr Experiment bauten die Forscher eine Vorrichtung, in der eine Klinge auf eine Zwiebel herabfällt. Sie konnten genau bestimmen, wie schnell die Klinge die Zwiebel schneidet und wie scharf eine Klinge ist. Den Vorgang zeichneten sie mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras auf. Die Videos zeigen sogar 5000 bis 20.000 Bilder pro Sekunde.

Auf den detaillierten Videos sahen sie, was genau passiert, wenn eine Klinge auf die Zwiebel trifft. Erst wölbt sich die Außenhaut, dann reißt sie auf – und die Flüssigkeit wird freigesetzt. Und zwar unheimlich schnell. Tröpfchen erreichten sogar Geschwindigkeiten von mehr als 140 Stundenkilometern. Die schnellsten stellten das größte Risiko dar, die Augen der Person zu erreichen, die gerade Zwiebeln schnitt.

Je schneller die Zwiebel geschnitten wurde, desto mehr Tropfen flogen

Die Forscher experimentierten außerdem mit der Geschwindigkeit des Schneidens und der Schärfe der Klinge. Sie stellten fest, dass deutlich mehr Tropfen ausgestoßen wurden, je schneller die Zwiebel geschnitten wurde. Und noch viel mehr, je stumpfer die Klinge war. Das heißt: Es könnte helfen, wenn wir Zwiebeln langsam und mit scharfem Messer schneiden.

Die Forscher haben auch ausprobiert, was es mit der Zwiebel macht, wenn sie Zwiebeln kühlten oder anders hinlegten. Bei gekühlten Zwiebeln flogen die Tropfen nicht schneller oder langsamer – dafür aber flog mehr Zwiebelsaft durch die Luft. Will man Spritzer vermeiden, dürfte das also kein guter Tipp sein, wenn man Zwiebeln schneidet. Die Tropfen waren auch nicht schneller oder langsamer, wenn sie die Zwiebel anders hinlegten.

Claas Wegner von der Uni Bielefeld hat einen Tipp, der ihm im Alltag in der Küche schon oft geholfen hat: nämlich seine Augen gut zu schützen. Dafür stand er auch schon einmal mit Schwimmbrille in der Küche.